Pengurangan Arus Netral Menggunakan Zero Passing [8]

12 kawat umumnya harmonisa arus didominasi oleh komponen arus harmonisa orde kelipatan tiga atau harmonisa arus urutan nol yang dibangkitkan dari beban-beban non linier satu fasa, arus ini mengalir melalui kawat konduktor netral dan merupakan arus netral sistem. Untuk mengurangi harmonisa arus pada sistem ini, maka komponen arus harmonisa urutan nol inilah yang dieleminir. Pengeleminiran arus harmonisa urutan nol ini dilakukan dengan cara mengalirkan arus netral sistem langsung kembali ke beban-beban non linier menggunakan pelalu arus urutan nol. Sehingga arus harmonisa urutan nol ini tidak mengalir ke jala-jala sistem. Dengan pelaluan arus netral ini, maka arus netral sistem menjadi sangat berkurang. Pelalu arus urutan nol secara sederhana dapat dibuat dari rangkaian elektromagnetik berupa trafo zero passing dan trafo zero blocking. Karena pada pelalu arus urutan nol ini tidak terdapat komponen kapasitor, maka resonansi pada sistem tidak mungkin terjadi [8]. 2.7.1 Pengurangan Arus Netral Menggunakan Zero Passing [8] Zero passing adalah suatu rangkaian elektromagnetik yang berfungsi untuk melalukan arus harmonisa urutan nol. Oleh karena itu, suatu zero passing mempunyai impedansi yang rendah terhadap arus harmonisa urutan nol dan impedansi yang tinggi terhadap arus urutan lainnya. Suatu zero passing bisa didapatkan dari beberapa konfigurasi rangkaian elektromagnetik multi belitan seperti trafo Y- Δ, autotrafo zigzag dan autotrafo scott. Metoda pelaluan arus harmonisa urutan nol atau arus netral sistem secara sederhana dapat dilakukan dengan menggunakan sebuah pelalu arus urutan nol yang dinamakanzero passing”. Pada sistem pengurangan arus harmonisa ini, zero Universitas Sumatera Utara 13 passing dipasang secara paralel, sehingga suatu zero passing hanya boleh melalukan arus harmonisa urutan nol saja, oleh karena itu suatu zero passing harus mempunyai impedansi yang rendah untuk arus urutan nol dan impedansi yang tinggi untuk arus urutan lainnya. Konsep pelaluan arus netral atau arus harmonisa urutan nol menggunakan zero passing pada sistem distribusi tiga fasa empat kawat diperlihatkan pada Gambar 2.6. Gambar 2.6 Model pengurangan harmonisa arus sistem menggunakan zero passing Untuk penyederhanaan analisis pengurangan arus harmonisa di jala-jala sistem maka digunakan rangkaian ekivalen urutan nol perfasa dari rangkaian pengurangan harmonisa arus seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.7. Dalam analisis ini, sumber tegangan tidak mengandung harmonisa dan hanya terdiri dari komponen fundamental saja atau komponen urutan positif. Karenanya sumber tegangan pada rangkaian pengganti urutan nol ini dapat dianggap sebagai suatu rangkaian hubung singkat. Sedangkan beban-beban non linier dimodelkan sebagai sumber arus harmonisa dengan suatu impendasi urutan nol paralel sangat besar Universitas Sumatera Utara 14 sehingga impedansi urutan nolnya dapat diabaikan. Karena impedansi urutan nol sumber arus harmonisa relatif sangat besar terhadap impedansi urutan nol zero passing dan impedansi urutan nol sumber tegangan serta impedansi urutan nol jala-jala sistem, maka impedansi urutan nol sumber arus harmonisa ini pada rangkaian pengganti urutan nol dapat dianggap sebagai rangkaian terbuka. Dengan demikian, rangkaian ekivalen urutan nol per fasa dari rangkaian pengurangan arus harmonisa di jala-jala sistem tiga fasa empat kawat dapat digambarkan seperti pada Gambar 2.7. Gambar 2.7 Rangkaian urutan nol per fasa untuk pengurangan harmonisa arus sistem menggunakan zero passing dimana : i RS , i SS, i TS adalah arus jala-jala fasa R, S dan T i RB, i SB, i TB adalah arus beban fasa R, S dan T i NB adalah arus netral beban i ZP adalah arus zero passing i NS adalah arus netral sistem i RZP , i SZP , i TZP , adalah zero passing R, S dan T Z P0 adalah impedansi urutan nol zero passing per fasa Universitas Sumatera Utara 15 Z J0 adalah impedansi urutan nol jala-jala sistem per fasa Z S0 adalah impedansi urutan nol sumber tegangan per fasa i NB0 adalah arus netral beban per fasa i ZP0 adalah arus zero passing per fasa i NS0 adalah arus netral sistem per fasa Karena hasil penjumlahan seluruh komponen arus harmonisa urutan positif dan negatif sama dengan nol, maka arus netral beban adalah : i NB = ∑ [ ~ sin {h ωt – Φ h0 }] 2.16 dimana : h = 3n dalam bentuk nilai efektifnya dapat dinyatakan sebagai I NB = 3 ∑ [ ~ ] 2 12 2.17 Dari rangkaian urutan nol per fasa pada Gambar 2.7 dapat ditentukan besar arus yang mengalir ke zero passing i Zp0 adalah sebagai berikut : i Zp0 = i NB0 t 2.18 Dengan mensubstitusikan i NB0 Persamaan 2.16 ke Persamaan 2.18, maka didapatkan persamaan arus yang mengalir ke zero passing i Zp0 , yaitu : i Zp0 t = {K M1 } ∑ √ 2 ~ sin {h ωt – Φ h0 } 2.19 dimana : h = 3n K M1 = ; faktor pengurangan arus harmonisa menggunakan zero passing Universitas Sumatera Utara 16 Total arus netral yang mengalir ke sumber tegangan setelah pengurangan harmonisa arus menggunakan zero passing adalah : i NS t = {1-K M1 } 3 ∑ √ 2 ~ sin {h ωt – Φ h0 } 2.20 untuk h 1 = 3n-2 ; h 2 = 3n-1 ; h = 3n 2.7.2 Pengurangan Arus Netral Menggunakan Zero Blocking [8]